Fruktóza: endokrinné a metabolické účinky

Giancarlo Monteforte

Fruktóza je prírodný monosacharid so zvláštnymi metabolickými vlastnosťami. Tieto vlastnosti sú v podstate spôsobené 2 faktormi:

Nízky glykemický index
Vstup do glykolýzy obchádza reguláciu enzýmu fosfofruktokinázy (ktorá katalyzuje fosforyláciu fosforečnanu glukózy 6 na bisfosfát fruktózy 1, 6, určujúc definitívne a ireverzibilné vylučovanie glukózy do glykolytického procesu; táto reakcia sa považuje za limitujúci krok celej rýchlosti glykolýza).

Intestinálna absorpcia

Všetky monosacharidy (teda aj fruktóza) sa absorbujú v jejunume a umiestnia sa do portálového kruhu. Fruktóza je absorbovaná enterocytmi difúziou uľahčenou špecifickým nosičom (GLUT5) umiestneným na apikálnej membráne; na bazolaterálnej membráne je namiesto toho iný nosič (GLUT2), ktorý zavádza fruktózu do obehu (obr. č. 1). GLUT5 má Km = 5, takže je ľahko nasýtený, takže po požití veľkého množstva fruktózy môže nasledovať črevné poruchy, ako je opuch a bolesť brucha, hnačka.

Z črevných klkov fruktóza prechádza do portálnej žily, potom do pečene. U ľudí je približne polovica fruktózy prítomnej v portálnej žile sekvestrovaná a metabolizovaná pečeňou, 20% obličkami, zvyšok adipóznym tkanivom a kostrovými svalmi.

Vstup fruktózy do buniek všetkých tkanív a orgánov je sprostredkovaný GLUT5 a je nezávislý od inzulínu.

Metabolizmus fruktózy

Existujú dve metabolické cesty zodpovedné za metabolizmus fruktózy, špecifickú dráhu a nešpecifickú dráhu.

Špecifická cesta: pečeň a obličky (rámček 1) . Vyznačuje sa dvoma enzýmami: fruktoinázou a aldolázou B. Fruktochináza katalyzuje fosforyláciu fruktózy na fosfát fruktózy 1, ktorá je rozdelená na dve triasy: glyceraldehyd a dihydroxyacetosfát. Glyceraldehyd je fosforylovaný triozovou kinázou a zavádza sa do glykolýzy, dihydroxyacetátfosfát sa premieňa na glyceraldehyd.
Nešpecifická dráha: tukové tkanivo, kostrové svalstvo, srdce (rámček 2). Pozostáva z enzýmov, ktoré metabolizujú glukózu: hexokinázu, fosfofruktokinázu, aldolázu A.

Špecifická cesta je omnoho účinnejšia ako nešpecifická cesta, ktorá je inhibovaná glukózou. V tukovom tkanive, vzhľadom na takmer nulovú koncentráciu glukózy, neexistuje žiadna konkurencia medzi glukózou a fruktózou a táto sa metabolizuje dostatočne nešpecifickým spôsobom.


Box 1. Metabolizmus pečeňového fruktózy	Box 2. Extrafosfátový metabolizmus fruktózy
Fruktóza je fosforylovaná fruktoinázou a potom oddelená od aldolázy B. Vzniknutá trojzložka je zavedená do glykolýzy na úrovni trojfosforečnanov fosfátov, čím sa vynecháva regulácia fosfofruttokinázy. Zelené šípky označujú nekontrolovaný tok fruktózy v glykolýze. V závislosti od metabolických podmienok sa môžu triosy kondenzovať na glukózu, aby sa doplnila glykogenéza pečene.	Fruktóza je metabolizovaná rovnakými enzýmami, ktoré metabolizujú glukózu: hexokinázu a aldolázu A. Táto metabolická cesta je inhibovaná prítomnosťou glukózy.

Neregulovaná glykolýza: metabolické poruchy sprostredkované fruktózou

Hlavnou kontrolou glykolytickej dráhy je enzým fosfofruktokináza, z tejto kontroly uniká fruktóza a to môže viesť k nekontrolovanej akumulácii intermediárnych metabolitov.

Metabolické následky:

akumulácia fosfátu fruktózy 1 → akumulácia ADP → zvýšený katabolizmus purínov

akumulácia laktátu → acidóza

akumulácia acetylCoA → telieska ketónov, lipogenéza

akumulácia glycerolu → lipogenéza

Z klinického hľadiska to všetko znamená: